（交通运输规划与管理专业论文）春运期间铁路客运枢纽离站客流组织关键技术研究.pdf

独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 期：兰! ! ：! 兰：兰 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规 定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件 和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以 将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武 汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学 位论文，并向社会公众提供信息服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生( 签名) ：k 拼写 导师( 签名) ： 亏白乏日期 武汉理工大学硕士学位论文 摘要 春运是在春节期间，各种人口迁移的一种具有中国特色的社会现象，从根 源上也是传统文化与现代生活对立统一的结果。春节前后历来都是客流高峰期， 民工流、学生流、探亲流等众多客流在较短的时间内汇集，使运能运量矛盾突 出。春运与社会大众息息相关，已经成为社会的舆论热点，具有很强的社会性。 因此，在充分利用枢纽运能的条件下，旅客安全有序地离站或周转十分重要。 城市铁路客运枢纽在春运期间人流密集，旅客离站疏散存在安全隐患。而 随着城市铁路客运枢纽的发展，对于如何提高旅客在枢纽内部的移动效率成为 枢纽提高服务水平的重要问题。同时在春运期间，旅客往往携带大量行李，如 何使行李高效便捷的出站也成为需要关注的问题。 论文从春运期间铁路客流交通特性和研究城市铁路客运枢纽界定入手，确 定了研究对象和及其活动范围。分析了在出站通道特定环境下，一般旅客的心 理特性以及行为特性。在此基础上结合春运客流变化分析了春运期间旅客心理 特性及客流特征。随后根据调查数据，详细分析了春运期间旅客行走占用空间、 步频、步速等信息，结合交通流理论，从微观角度找出旅客个体行走规律，建 立春运期间旅客动态交通流模型。根据机场先进行包系统，结合春运客流特性， 提出适合于春运旅客的行包收集、处理、中转系统，以求在提高离站效率的同 时为旅客提供更为人性化的服务。 为了衡量枢纽通道内部的客流交通组织水平，本文在几种系统综合评价方 法的基础上，提取出对枢纽通道内客流组织影响较大的因素，并对其进行量化， 通过专家评价确定各个指标的权重，并根据评价语建立评价集，通过对模糊评 价集的计算，对各影响因素的横向评分或不同枢纽客流交通组织的纵向评分。 在密闭狭窄的离站通道中，良好的客流组织是铁路客流枢纽疏散旅客的关 键，旅客组织混乱会造成通道不畅甚至公共场所安全问题。针对以上问题，结 合客流组织综合评价影响因素，利用v i s s i m 软件对旅客客流进行仿真，并针 对不同导流设施进行对比实验，分析在大规模客流出站情况下步行导流设施设 置的优缺点以及适用条件，为春运期间铁路部门旅客流组织提供了预案理论依 据以及改善建议。 关键词：春运客流，铁路客运枢纽，客流组织评价，行人仿真 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t d u r i n gs p r i n gf e s t i v a l ，i ti sau n i q u es o c i a lp h e n o m e n o n i nc h i n at h a ta l lk i n d s o fp e o p l em o v ef r o mo n ep l a c et oa n o t h e r , u s u a l l yb a c kt oh o m e t o w n i ti sr e s u l t e d f r o mc o m b i n a t i o nb e t w e e nt r a d i t i o n a lc u l t u r ea n dm o d e r nl i f e t h ep e a kf l o w i n c l u d e so u t - o f - t o w nl a b o r e r s ，s t u d e n t sa n dp a s s e n g e r sw h ov i s i tr e l a t i v e sa n dt r a v e l ， w h i c hc a u s e st h ec o n t r a d i c t i o no fc a p a c i t ya n dt r a f f i cv o l u m e t h i sp r o b l e mi s b e c o m i n ga h o ts o c i a li s s u e t h e r e f o r e ，i nt h ec o n d i t i o no f m a k i n gf u l lu s eo f r a i l w a y h u bc a p a c i t y , i ti si m p o r t a n tt oe v a c u a t ea n dt r a n s f e rp a s s e n g e rs a f e l y t h e r ei ss t i l le x i s t i n ge v a c u a t i o np o t e n t i a ls a f e t yh a z a r di n 瑚i l w a yp a s s e n g e r h u bd u r i n gs p r i n gf e s t i v a l w i n lt h ed e v e l o p m e n to fp a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o n , i ti s n e e dt or e s o l v et h ep r o b l e mu r g e n t l yt h a th o wt oi n c r e a s ee f f i c i e n c yo fp a s s e n g e r m o b i l i t yi np a s s a g e w a yi nt h er a i l w a yh u b m e a n w h i l e ，b e c a u s et h ep a s s e n g e r sa r e u s u a l l yw i t hl a r g eb a g g a g e ，h o wt om a k eb a g g a g e l e a v es t a t i o ne f f i c i e n t l yi sa l s oa p r o b l e m b a s e do np a s s e n g e rc h a r a c t e r i s t i c sa n dd e f i n i t i o no fr a i l w a yh u bh e r ed u r i n g s p r i n gf e s t i v a l ，t h ep a p e rm a k es u r eo b j e c to fs t u d ya n d t h e i rr a n g eo fa c t i v i t y t h e n p s y c h o l o g i c a la n d b e h a v i o ro fc h a r a c t e r i s t i c sg e n e r a lp a s s e n g e r sa r ea n a l y z e di nt h e c e r t a i ne n v i r o n m e n tc o n d i t i o no fp a s s a g e w a y , a sw e l la st h ep a s s e n g e r sd u r i n g s p r i n gf e s t i v a l a c c o r d i n gt os u r v e yd a t a ，w a l k i n gs p a c e , s t r i d ef r e q u e n c y , l e gs p e e d a n ds oo na r ea n a l y z e di nd e t a i l o nt h eb a s i so ft r a f f i cf l o wt h e o r y , f r o mt h ea s p e c t o fm i c r o c o s m i c ，d y n a m i ct r a f f i cf l o wm o d e la b o u ts p r i n gf e s t i v a lp a s s e n g e r sw a s b u i l t a c c o r d i n gt ot h ea i r p o r tl u g g a g es y s t e m ，r a i l w a yl u g g a g es y s t e mw a sp u t f o r w a r dw h i c hw a ss u i t a b l ef o rs p r i n gf e s t i v a lp a s s e n g e r s i no r d e rt om e a s u r el e v e lo fp a s s e n g e rf l o wo r g a n i z a t i o ni nr a i l w a yp a s s a g e w a y , b a s e do ns e v e r a lc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o d s ，t h el a r g e ri n f l u e n c ef a c t o r so n p a s s e n g e rf l o wo r g a n i z a t i o nw e r ee x t r a c t e di nh u bp a s s a g e w a ya n dq u a n t i z e d t h e n t h ew e i g h to fi n f l u e n c ef a c t o r sw e r ec o n f i r m e db ye x p e r t s ，a n de v a l u a t i o ns e tw a s b u i l t a f t e rc o n t r a s ta n dc a l c u l a t i o n ，s c o r e sw e r eo b t a i n e di ni n f l u e n c ef a c t o r s ，a n di n p a s s e n g e rf l o wo r g a n i z a t i o no fd i f f e r e n tr a i l w a y h u b i nt h er e l a t i v ei n c l o s e da n dc o n f i n e dr a i l w a yh u bp a s s a g e w a y , l o wl e v e lo f p a s s e n g e rf l o wo r g a n i z a t i o nw o u l dr e s u l ti np u b l i cs e c u r i t yp r o b l e m o nt h eb a s eo f i i 武汉理工大学硕士学位论文 p a s s e n g e ro r g a n i z a t i o ne v a l u a t i o n , p a s s e n g e rf l o wi nt h ep a s s a g e w a yw a ss i m u l a t e d b yv i s s i ms o f t w a r e a i ma td i f f e r e n td i r e c t i n gf a c i l i t i e s ，c o n t r a s te x p e r i m e n t sw e r e p e r f o r m e d ，w h i c ha n a l y z e dt h e i rs t r e n g t h sa n dw e a k n e s s e sa n da p p l i c a b l ec o n d i t i o n s t h a tw o u l dp r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i sf o rp l a n sa n dm e a s u r e st oi m p r o v es e r v i c e l e v e li nr a i l w a yh u b k e yw o r d s ：s p r i n gf e s t i v a lp a s s e n g e rf l o w , r a i l w a yt r a n s p o r t a t i o nh u b ，p a s s e n g e r o r g a n i z a t i o ne v a l u a t i o n , p a s s e n g e rt r a f f i cs i m u l a t i o n 1 i i 武汉理工大学硕士学位论文 目录 第1 章绪论1 1 1研究背景与意义1 1 2国内外研究综述现状1 1 2 1 春运期间旅客行为特性研究现状1 1 2 2 客流高峰期旅客及行包组织方法研究一3 1 2 3 枢纽离站客流组织合理性评价方法研究4 1 2 4 小结一5 1 3 研究内容与方法一6 1 3 1 研究目标6 1 3 2 主要研究内容6 1 3 3 研究方法7 1 4 研究技术路线一7 第2 章春运期间离站旅客特性研究9 2 1铁路客运枢纽分析9 2 1 1 铁路客运枢纽定义及其功能介绍1 0 2 1 2 枢纽内研究离站旅客活动范围界定1 1 2 2枢纽内一般离站旅客基本行为研究1 l 2 2 1铁路客运枢纽特征对旅客行为影响1 1 2 2 2 铁路客运枢纽特定空间环境下旅客心理分析1 2 2 2 3铁路客运枢纽内旅客行为特性研究13 2 3春运期间离站旅客特性研究1 6 2 3 1离站旅客到达特性分析1 6 2 3 2 春运期间客流特征分析17 2 3 3 春运期间离站旅客心理研究_ 18 2 4本章小结1 9 第3 章春运期间客流组织关键技术研究，2 1 3 1春运期问旅客交通流分析2 1 i v 武汉理工大学硕士学位论文 3 1 1 旅客交通特性2 1 3 1 2 行人交通动态模型分类2 7 3 1 3 旅客动态交通流模型分析2 8 3 2春运期间行包组织3 3 3 2 1 春运期间旅客行包流程3 3 3 2 2 行包系统体系结构3 4 3 2 3 主要挑战3 5 3 3本章小结3 6 第4 章枢纽离站旅客流交通组织评价3 7 4 1春运期间旅客交通需求3 7 4 1 1 旅客对枢纽设施人性化服务需求3 7 4 1 2 春运期间铁路客运量需求3 8 4 2客运枢纽出站设施通行能力分析3 8 4 2 1 通道通行能力3 9 4 2 2出站检票口通过能力3 9 4 2 3 楼梯、扶梯通过能力4 0 4 3春运期间客流组织合理性评价体系4 0 4 3 1 旅客交通组织影响因素分析4 l 4 3 2 评估指标体系建立4 3 4 3 3 客流组织综合评价方法4 4 4 4本章小结4 9 第5 章春运期间客流组织仿真研究5 0 5 1v i s s i m 行人仿真5 0 5 2春运期间客流组织仿真研究5 l 5 2 1 春运期间客流仿真参数确定5 1 5 2 2 设施优化后客流仿真5 3 5 2 3 实验对比分析5 4 5 3春运期间旅客组织优化j 5 8 5 3 1出站设施优化5 8 5 3 2 春运期间客流组织主要措施：5 9 5 4本章小结5 9 v 武汉理工大学硕士学位论文 第6 章结论与展望6 1 6 1研究结论6 1 6 2论文的创新点6 2 6 3研究的不足与展望6 2 致谢6 3 参考文献6 4 攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目6 7 v l 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 研究背景与意义 第1 章绪论 随着中国改革开放政策的实施，农村大批剩余劳动力外出务工，从而逐步 形成了一种运输流民工流。春节前后历来都是客流高峰期，除民工流外， 学生流、探亲流、旅游流等众多客流在较短的时间内集中汇集，其数量之大使 运能与运量矛盾突出，尤其是经济发达地区由于春运期间客流呈现高密集度， 枢纽运能及本身的疏散能力很难满足春运需求。春运与社会大众息息相关，已 经成为社会的舆论热点，具有很强的社会性。 综合客运枢纽在春运期间人流密集，存在安全隐患。因此，在充分利用枢 纽运能的条件下，旅客安全有序地离站或周转十分重要。城市综合客运枢纽发 展到一定程度，对于如何提高旅客在枢纽内部的移动效率成为枢纽提高服务水 平的重要问题。同时在春运期间，旅客往往携带大量行李，如何使行李高效便 捷的出站也成为需要关注的问题。 1 2 国内外研究综述现状 1 2 1 春运期间旅客行为特性研究现状 ( 1 ) 个体特性 对于旅客行为特性，l a i n 大量调研工作【l 】【2 1 【3 1 ，并对旅客在不同交通设施的 流速和流量关系进行了总结工作。 北京大学石长民、沈体雁等人【4 】研究了撤离人群的个体差异和严峻形式的 多变性，将人群抽象成为水流，在撤离过程中出现非适应行为、排队行为、竞 争行为、盲从行为等。 国外学者对旅客个体行为做了研究，包括追踪和逃逸行为、路径选择行为、 到达和离去行为、碰撞规避行为、徘徊行为等【5 1 。g i p p s 等人第一个提出乘客个 体行为模型，假设乘客个体的移动路径符合最短路原理，随后基于乘客个体建 立路径选择模型【6 1 。随着其他领域理论在交通业的大面积融合，元胞自动机模 武汉理工大学硕士学位论文 型首次被应用于交通流模型【7 】【8 】【9 】，这种模型基于道路交通仿真通过对微观个体 时空转换研究，对行人运动过程进行描述。然而，有学者专家已经证明出这种 假设存在的局限性，行人交通要比车辆交通更为复杂，其影响因素也更多【l o 】。 学者h e l b i n g 研究了行人交通流的复杂特性并提出了著名的“社会动力学”模型 【l l 】 1 5 】。基于我国行人实际情况，国内学者专家对元胞自动机模型和社会力的仿 真模型进行了的改善，目前主要应用于紧急情况下的人员疏散问题。 尽管行人系统研究比较成熟，但在国内外文献中，关于铁路客运枢纽内旅 客行为描述方面的研究还处于起步阶段。考虑到旅客心理及行为具有不确定性， 对铁路客运枢纽内旅客交通流组织的研究有待进一步的深化。 ( 2 ) 客流特性 j f r u i n 在1 9 7 1 年研究出行人在步行行为方面的重要成果【1 6 】，他首次研究 了行人平均行进速度与人群密度的关系曲线，并将服务水平的理论引入到了行 人运动的研究中，为行人通道设施设计及管理做出了卓越贡献。在j f r u i n 之后， 前苏联的p r e d t e c h e n s k i 和m i l i n s k i l l t l 7 1 ，k n o t i g 1 8 1 以t o g a w a l 1 9 】等人在此方面也 进行了大量的研究，统计了不同地区、不同对象、所处不同环境，行人步行密 度与速度的关系，得出不同的速度密度曲线【2 0 1 。得到的共同结论是，行人流步 行速度随其密度的增大而逐渐变小。学者h e n d e r s o n 运用了热力学原理找到行 人流步行速度规律，研究出行人流概率分布公式，并用此公式推算出行人流速 度与不同影响因素问的关系( 如年龄、性别等) 2 1 】。以上行人流思想为后来的 各种研究奠定了坚实的基础，后续行人领域的研究基本沿袭了i j 人的思路、理 念以及应用方法。 复旦大学徐尉南( 2 0 0 5 ) 【2 2 】应用流体力学思想将地铁站台内的旅客运动流体 化，研究出描述地铁站附近客流速度密度模型，并据应用于安全隔离门对 估算上车时间的对运行的影响。学者吴建平等j l ( 2 0 0 5 ) 2 3 】应用视频采集和数据 分析技术调查和分析交叉口处的行人行为，提出了行人的各种微观行为特征和 基础行为模型。学者李得伟【2 4 】通过研究城市轨道交通枢纽内的乘客集散特性， 提出了在轨道交通枢纽内部的服务水平分级标准。上述大部分研究是针对较开 放场所的行人交通研究，为本文枢纽离站通道内的春运旅客交通特性研究提供 依据。 ： 有关行人紧急撤离国内外有很多研究，湖南科技大学的伍爱友，施式亮的 “大型公共建筑火灾时人员应急疏散评价模型研究”，刘强等对于人流疏散的研 究，阡1 玉敏等研究了人群疏散行为，t o s h i y u k i 研究了行人疏散系统。以上这些 2 武汉理工大学硕士学位论文 研究都是基于流体力学或者粒子力学的原理，基于性质相同，把整个人群视为 一个人流，而忽略了人的智能性和异质性。 ( 3 ) 春运旅客特性研究 对于春运期间旅客组织国内学者已有初步的研究，李文新、周育龙【2 5 】通过 对旅客进站特点的分析，通过建立点弧变换和弧变换，将进站旅客仿真模型转 化成有起点和终点的有向网络模型，提出评价指标和评价方案。 秦元庆、陈少鸿等【2 6 】通过对车站客流数据的分析，选用灰色预测法预测春 运期间的客流量，并基于预测结果改善并优化模型，提高了模型的实用性和预 测精度，并通过实际数据证明。付晓刚等【2 7 】采用指数平滑的方法对客流进行预 测，在此基础上提出了基于时间序列的支持向量机预测方法。胡辉统计分析软 件，分析研究了实测的调查数据。通过问卷的形式对旅客购票途径、乘车目的、 出行需求、目的地等信息进行调查并分析，最后得到春运客流关键影响因素对 客流的影响及其自身关系，为提高服务质量提供基础依据。 基于以上论述可以看出，分析影响铁路客流的因素，确定其层次结构及对 客流的影响敏感度，提高现有铁路运量的预测精度。此外，预测未来旅客出行 需求，构建新的预测方法，从而为相关铁路部门指定预案或对策提供数据及理 论依据。 1 2 2 客流高峰期旅客及行包组织方法研究 ( 1 ) 客流组织 铁路客运枢纽作为一个大运量的运输系统，通过合理的客流组织来完成大 容量的客运服务，特别是在春运期间。此处的客流组织主要是指合理布置旅客 组织相关设备和设施，以及对旅客流有效地分流或诱导。 陈然、董力耘等【2 8 】通过对步行街、广场和校园的行人进行调查，分析行人 步速、步频、步幅等参数之间规律，建立关系模型。刘小明等【3 0 】以奥运场馆行 人交通组织为研究对象，定性描述了行人交通流特性。徐良杰和王炜【3 l 】基于交 通流冲突理论和间隙接受理论，研究了位于交叉口处机动车对行人过街的影响。 综上所述，以上研究的对象主要是城市地面行人设施，针对该环境研究了行人 交通流组织。然而对春运期间铁路客运枢纽系统中客流与导流通行等设施间的 影响规律还需要详细的调查和深入的研究。 唐寿成【3 4 】提出车站客流组织方法，探讨了地铁车站客流的组织原则。定性 武汉理工大学硕士学位论文 分析了大型客流组织的中可采取的主要措施。 ( 2 ) 行包组织 李林波、吴兵针【3 5 】对上海世博会携带大宗行李的旅客，在r f i d 技术支持 下，从信息环境、系统调度、集约运输等方面为2 0 1 0 年上海世博会构建行李 跟随系统。 周立新【3 6 】在分析成本和收益的两种传统运输模型不足的基础上，综合考虑 旅行时间、旅行费用、旅行方便与舒适等多因素对市场细分的影响，以及运输 能力利用与需求转移的影响，构造了单o d 对旅客列车开行方案决策模型。通 过预测客运需求和各类客流特征( 如平均收入水平) ，确定不同旅客列车需求量 的概率分布；用非线性模型求解各类旅客列车开行方案( 列数) 。模型中参数定 性分析表明，不同种类旅客列车间速度、票价以及旅客特征之间比值变化对铁 路客运量增减及分布有着较大影响。 南京航空航天大学陆迅等【3 7 】以行李为仿真对象，以p e t r i 网为建模工具，应 用事件调动仿真策略，对行李流程进行了建模，并在s e r v i c em o d e l 平台上实现 了浦东国际机场行李流程仿真系统。 1 2 3 枢纽离站客流组织合理性评价方法研究 北京工业大学李肠等【3 8 】分析地铁车站的行人交通特性，针对一个地铁车站 的设施环境提出步行人流组织方案，采用仿真手段对此方案进行比较和效果评 价，提出相应改善措施。 综合评价是指对多属性体系结构描述的对象系统做出全局性、整体性的评 价。目前，对评价指标体系的研究大致可以分为两类：一类是对评价指标体系 的研究；另一类是对综合评价方法的研究。前者是评价研究领域中某类个性问 题。后者则是针对评价中的共性问题。陈衍泰等人【3 9 】针对各种综合评价方法思 路、特征、优缺点及适用范围不同，对其进行分类，探讨综合评价方法研究的 新发展。 综合评价方法中将定性评价与定量结合应有且操作过程较简单的有，功效 评分法、t o p s s i 法、综合指数法等，这几种评价方法的均是机理较简单、计算 量较小，评价函数都是每个指标的加权线性函数。随着数学应用的发展和学者 专家们对评价理论的深入研究及其应用逐步广泛，当前较为成熟和常用的方法 主要有，层次分析法、模糊综合评价法、数据包络分析法、灰色关联系数法主 4 武汉理工大学硕士学位论文 成分分析法、聚类分析法等。也有组合其中的一种或几种方法得到的综合评价 方法。系统评价是一个受多因素影响的过程，这些影响因素对评价方案的指标 有不同程度的影响，可量化的程度也不尽相同，因此，系统评价一般需要采用 多目标、多因素的综合评价方法m 】。 李白林【4 l 】通过调查客流数据，分析枢纽内部乘客流的的组成及影响因素， 以舒适性、便利性和安全性等指标作为枢纽内部乘客流组织的评价与优化指标， 进而评价枢纽内部布局设计是否合理。 胡明伟，史其信【4 2 】针对城市轨道交通车站客流组织中存在的问题，运用 s i m w a l k 软件建立客流微观仿真模型，通过客流的步速、步幅、步频的统计分 布作为仿真模型的基本参数，验证模型的有效性。 w d w a n g ，x u e j u nf e n g 等人【4 3 】研究了大型枢纽交通拥挤时段的行人组织， 结合元胞自动机模型和多重a g e n t 模型得出复杂适应系统( c a s ) 算法，来优化 行人组织。 李东等脚】在考虑行人舒适、安全可靠的基础上，以乘客步行距离为评价枢 纽客流交通组织的量化指标，测算行人最大步行距离、绕行系数等评价枢纽内 部布局设施的合理性。 1 2 4 t j x 结 国内外旅客特性研究已经比较成熟，主要从旅客个体行为和客流特性两方 面进行研究。前者的研究以旅客心理作为切入点，研究旅客心理对其行为产生 的影响和选择判断。后者的研究则是注重客流的波动性。对于春运期间旅客组 织国内学者已有初步的研究，如大型枢纽高峰时段客流组织的研究，但是针对 春运期间的客流组织的文献相对较少。 针对机场或大型活动的行李托运，国内外学者分别从信息环境、系统调度、 集约运输几个方面进行研究。自助托运行李的服务系统在机场的应用较为普遍， 但是铁路客运枢纽行包组织方式相当原始，对于携带大量行李的铁路旅客造成 较大的不便。 国内外相关领域学者偏重于行人交通仿真和紧急疏散的研究，对于评价及 优化改进并未深入研究。客流组织评价多采用两种评价方式，仿真评价和系统 综合评价。仿真评价更能直观分析和评估出客流组织方案的绩效，但往往会忽 视定量分析以及对客流组织影响因子的深入分析。综合评价方法较多地应用于 武汉理f t 大学硕士学位论文 旅客交通流组织评价，学者专家目前对于模糊综合评价法、德尔菲法以及层次 分析法比较青睐，或者将这几种方法扬长避短综合使用。综合系统评价方法中 选取多层影响因素，层次分类不同以及影响因素的不同会对评价结果的影响程 度也会不同，但是影响层的分类以及不同影响因素的选择易受到研究人员主观 认识的影响。因此应通过实地调查并结合各交通枢纽的实际情况对客流组织系 统尽量客观的评价。 1 3 研究内容与方法 1 3 1 研究目标 以春运时期铁路旅客流为主要研究对象，就客流在出站通道的客流组织进 行研究，综述离站旅客交通流的行为特性以及研究客流组织方法和旅客交通设 施服务水平的基本方法。基于春运旅客行为特性，建立枢纽内部旅客集散模型； 提出春运期间旅客行包流组织方法；然后做出客流组织合理性评价；最后通过 改进站内诱导设施使旅客在有限通行能力下更安全、快捷、便利疏散。 1 3 2 = k 要研究内容 1 ) 春运期间客流特性研究。调查春运客流组成，研究总体客流特性。 2 ) 春运期间组织优化方法研究。从旅客个体行为及心理和客流特性两方面 研究，在一般旅客行为特性的基础上，分析基于个体心理的离站旅客行为，建 立旅客集散模型抽离出春运期间离站旅客的一般行为特性。行包流线系统设计， 通过对离站旅客随身行李物品的调查，基于旅客心理，设计既安全便捷又符合 旅客心理的行包流线系统，并进行对比和适应性研究； 3 ) 城市铁路客流枢纽组织评价方法研究。判断通道是否能够满足春运高峰 期离站旅客快速高效通过的需求，并根据仿真结果提取关键影响因子，对枢纽 内部交通组织是否合理做出评价。 4 ) 离站旅客集散微观仿真评价。通过对离站旅客流组织仿真，对比加入行 人诱导设施客流交通组织通行效果，分析旅客组织方式及步行设施设置的优缺 点以及适用条件。为春运期间旅客交通组织工作提供参考依据。 6 武汉理t 大学硕士学位论文 1 3 3 研究方法 基于春运期间旅客个体行为，对旅客在通道中路径选择、移动、避让等行 为建模，研究春运期间一般旅客行为模型。借鉴航空客运的行包托运模式，开 发托运行李自助c h e c ki n 等行包综合系统。选取客流组织影响因素，对春运客 流组织合理性做出评价。 1 4 研究技术路线 根据以上研究方法，本研究拟采用技术路线如图： 7 武汉理工大学硕士学位论文 图1 1 技术路线图 8 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章春运期间离站旅客特性研究 2 1 铁路客运枢纽分析 铁路枢纽是铁路运输系统的枢纽港站，其功能是通过铁路运输系统来体现 的。铁路枢纽是在铁路网点或铁路网段，由各种铁路线路、专业车站以及其他 为运输服务的设备组成的技术设备总称【4 5 】。 铁路客运综合交通枢纽是由一条或多条铁路线路及其他交通运输方式所联 结的固定设备( 固定换乘设施) 和活动设备所形成的整体场所，是一个实现旅 客中转换乘和集散服务的巨大系统。文中的铁路客运枢纽即为铁路客运综合交 通枢纽。 随着城市规模的不断扩大，各种交通方式趋向多元化发展，人们出行、采 购、文化娱乐等活动的出行范围和出行空间逐步向城际发展，铁路客运综合交 通枢纽作为衔接长距离客运的交通枢纽，发挥着巨大的作用。铁路客运枢纽的 作用主要有一下四点： ( 1 )铁路客运枢纽能实现不同交通方式和交通线路的转换。与私人交通 及公共交通衔接紧密，满足了旅客出行多样化选择的要求。 ( 2 )铁路客运枢纽对于到达或离开的旅客和车辆起到聚集和疏散的作 用。提供相关的客流车流组织措施，保证畅通安全。 ( 3 )铁路客运枢纽为旅客到站换乘提供便利。一般大型铁路客运枢纽为 旅客提供不同换乘方式对应的换乘通道，方便旅客换乘。 ( 4 )铁路客运枢纽的设置有利于公共交通方式的发展，有利于私人交通 向公共交通转化，具有很好的换乘诱导功能。 城市铁路客运枢纽包括三方面的主体：固定设施、移动设备、旅客。固定 设包括等候设施、进站设施、出站设施、换乘设施和服务设施，见表2 1 。 9 武汉理工大学硕士学位论文 表2 - 1 铁路客运枢纽主体分类 类型 名称 分类 候车厅 等候设施 站台 进站楼梯扶梯 进站通道 进站设施 售票设施 检票设施 出站通道 固定设施出站设施 出站楼梯y 梯 出站检票设施 换乘大厅 换乘设施换乘通道 换乘楼梯 行包寄存 服务设施导向标志 ，“播问询 移动设备列车 旅客 2 1 1 铁路客运枢纽定义及其功能介绍 客运枢纽即为运输旅客的站点，其作用一般是在某城市内的某地点有组织 的把周边的运输干线集中起来，以方便管理和方便旅客换乘。能够为旅客提供 多种交通方式供其换乘选择，并连接市内市外方便其市内出行或长途旅行。而 铁路客运枢纽的主要功能是为聚集和疏散旅客，并为进出城市的旅客流提供换 乘交通工具。铁路客运枢纽在城市中有以下作用： ( 1 ) 对外交通客运的集散 铁路客运枢纽将旅客聚集，提供多种换乘方式供其选择，并将到达旅客融 入到整个城市交通系统中，起到集散作用。 ( 2 ) 市内交通的换乘 铁路客运枢纽融入城市交通系统中，为市内旅客提供了便捷换乘的作用。 1 0 武汉理工大学硕十学位论文 铁路客运枢纽主要功能如图2 1 所示： 图2 - 1 铁路客运枢纽功能图 2 1 2 枢纽内研究离站旅客活动范围界定 旅客在乘列车到站后的活动内容比较单一，一般流程为出站台、出检票口、 去综合服务设施( 提取行包或购票) 、去各类城市交通停靠站点，如 图2 2 所示。本文主要考虑春运时期的离站旅客，研究枢纽离站通道内旅 客客流组织。即每年农历腊月1 6 同至正月2 5 日期间( 共四十天左右) ，选择铁 路运输方式的旅客，由离开铁路列车至检票出站过程的客流组织研究，而不考 虑其出通道换乘这一活动区域。 图2 2 旅客一般出站流程 出站旅客流线的特点是旅客集中、速度快、占用站房通道设备空间时间短， 布置站房通道时应使出站旅客流线便利畅通，使旅客迅速出站，并在站前广场 很快疏散。 2 2 枢纽内一般离站旅客基本行为研究 2 2 1 铁路客运枢纽特征对旅客行为影响 和城市人行道、人行横道、人行天桥、人行地道等行人过街设施不同，同 武汉理工大学硕士学位论文 时区别于大型活动场所的行人通道，铁路客运枢纽具有一些特殊特征，是离站 通道内部旅客的活动行为产生变化的原因之一。通过比较分析，铁路客运枢纽 以下几种特性对离站旅客行为特性有较大的影响。 ( 1 ) 封闭性。铁路客运枢纽离站通道是一段相对密闭的空间，旅客行走在 此空间内心理压力大，步速较快，而且方向感差。根据统计，以换乘为目的中 国旅客在封闭交通枢纽中的平均行走速度为1 4 9 m s ，高于行人平均速度 1 2 4 m s 和行人在商场购物的步速1 1 6 m s 和在休闲区人行道步速1 1 m s 4 6 。旅 客在较高的步行速度下，容易和其他旅客产生摩擦或碰撞。而且旅客通道进出 口也是紧急情况发生下，消防人员或紧急救援人员进出口，如果发生紧急情况， 封闭环境下人员将很难疏散。 ( 2 ) 选择单一性。通道线路单一，对于旅客来说选择性较少，相同换乘目 的的旅客往往只有一条路可选，这就造成旅客盲目跟从的心理。 ( 3 ) 通道狭窄，设备安置受限制。通道内的一般包含了服务设施以及步行 设施，客流的波动变化随时影响着这些设施的使用状态。各种设备的规模、投 入量、类型不仅受到枢纽等级的影响，同时也受到旅客流量的限制。 ( 4 ) 运量大。由铁路运输性质决定，其运量要比公路、航空等客运方式大 得多，而且发车班次频率较高，决定了铁路枢纽在单位时间内的客运周转量较 大。但枢纽客流在时间空间分布并不均匀，离站旅客到达车站的时间分布主要 由枢纽列车发车时间和到达决定的。 2 2 2 铁路客运枢纽特定空间环境下旅客心理分析 通道是连接不同枢纽功能分区的缓冲区，具有很强的导向性，通道的形式 易于疏导旅客进行客流组织，其布设对旅客行进状态有很大程度的影响。 通道内的主要设施有人行通道、楼梯、自动扶梯和一些导流设施，楼梯和 自动扶梯的位置布设和台阶设计的不同，旅客行为方式有较大影响。当旅客在 通道内行走时，对身体活动的连贯性和心理的舒适性都有一定程度的要求，因 此通道内的各楼梯台阶的踏步深度和高度尽量保持在同一水平。设计中当楼梯 的倾角越小旅客步速越快，反之，不符合旅客行走安全需求，旅客会降低步行 速度。另外，楼梯至少应设置一侧扶手，楼梯净宽较宽可通行三股客流时应设 置两侧扶手，即根据楼梯宽度设置扶手数量。对于行动不便的旅客或残疾旅客， 应设置专用楼梯或导向设备帮助其安全上下楼梯【4 7 1 。 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 自动扶梯和楼梯的最大区别是搭乘自动扶梯的旅客被强制移动方向和移动 速度，除了自动扶梯出入口处会有小范围客流干扰或交织，自动扶梯对旅客流 有着很好的分流和速度限定的作用。旅客基本与自动扶梯保持相对静止状态， 旅客跟随自动扶梯同步移动，旅客之间互不干扰。因此自动扶梯的明显优势在 于使旅客流线清晰，方便客流组织。 另外，通道宽度的突然变化会对旅客步行造成影响，特别是突然的缩窄， 把通道突然缩窄改善为漏斗式的渐变，可使旅客流更流畅地通过通道瓶颈路段， 如图2 - 3 。在本文后续章节会做详细阐述。 j 一么丁一 图2 - 3 通道设施突变的改善设计 2 2 3 铁路客运枢纽内旅客行为特性研究 ( 1 )自组织行为 作为有明显的群体行为特征的行为交通流系统是一个复杂的开放性系统， 在三维空间的作用下，它处于不断地“有序一混沌一无序一有序 的循环演化 过程中。无序状态是机体低能量状态，从有序到无序是机体运动的必然趋势。 旅客的状态由有序到混沌是因为系统内外部各种不确定性因素干扰影响，破坏 原本的稳定状态而产生的；而旅客状态从无序到有序则是因为旅客交通流的自 组织现象及正确的管理控制影响下形成【4 8 1 。 行人交通流与车辆交通流的显著区别是行人交通流具有自组织特性，特别 是在环境拥堵状态下会产生一些不确定的状态。行人流白组织行为是指在没有 外界预先设置信息输入的情况下，行人判断系统根据自身目标去调整自己的行 为，由开始的混沌无序状态逐渐调节为一种时空或功能上有序模式的现象，这 是基于行人心理生理的一种时空复杂的相互作用。而行人的自组织现象在环境 作用下产生的，此处环境是指一种瞬时的、动态的环境，正如行人流自组织概 念中所描述的，并非“预先 设定好的。 枢纽离站通道内的旅客在客流冲突、密集、交织、瓶颈区域最易发生拥堵 武汉理工大学硕士学位论文 排队现象，自组织现象能在这些自然地表现出来。拥堵主要由外界的冲击打破 了稳定流状态而产生，比如瓶颈、对象流、交织流。同时，导流设施的设置以 及出入口的布设合理性，人群密集处的压力缓解措施及客流的导向标志标识的 缺失或者不合理也是造成拥堵、流线不畅的原因。由于目前较难找到符合要求 的通道环境来将密集客流和无干扰客流效果进行对比，因此需要利用仿真手段 对于拥堵环境下旅客行为进行验证。 1 ) 客流 通过实地观察，在枢纽通道内一般不会形成对向客流，但由于出站通道出 入口较多，难免会形成少数对向客流。对向客流在通道内行进时，一般都会在 各自方向上形成有序通道路径流线，而不会占用对向交通流在通道中空间，旅 客行为主要表现在跟随、规避和减速。当旅客交通流对向流相遇时，开始时会 形成一些狭窄断续的路径，随着路径的增加聚拢，对向流将渐渐形成较宽的旅 客流路径，聚拢路径的形成有利于避免或